[pt] Há uma crescente demanda por soluções enxutas na indústria da construção. Para atingir esse objetivo, não apenas a solução final deve ser eficiente, mas também todo o processo deve ter sua eficiencia melhorada. A metodologia BIM associada à colaboração entre engenheiros e arquitetos no processo de projeto é vista como uma forma the gerar soluções mais eficientes e enxutas. Contudo, as pesquisas têm focado no desenvolvimento e no uso de softwares de modelagem 3D e pouca atenção tem sido dada a interação entre as equipes de projeto. Neste trabalho, um processo de projeto é proposto para facilitar a integração entre o projeto estrutural e o projeto arquitetônico nas fases iniciais do desenvolvimento do projeto. A filosofia proposta pode ser estendida para melhorar a integração entre o projetos de arquitetura e os projetos de outras áreas como instalações hidráulicas e elétrica. Para auxiliar na implementação do processo proposto, um plugin, chamado ConDA, foi desenvolvido para o software Autodesk Revit. A ferramenta desenvolvida permite que o arquiteto verifique de forma preliminar estruturas de concreto armado. Ao se utilizar o ConDA, essa verificação é antecipada dentro do processo de projeto, evitando a concepção the estruturas inviáveis e facilitando a comunicação entre engenheiros estruturais e arquitetos. O plugin foi testado por vinte e quatro arquitetos que avaliaram a sua usabilidade e seus benefícios em reduzir tempo e esforço gastos nos projetos arquitetônicos. As principais contribuições do aplicativo apontadas pelos entrevistados foram a melhoria na comunicação entre engenheiros estruturais e arquitetos, e a redução no número de revisões de projeto, o que consequentemente reduzem o tempo gasto no projeto. A partir dos comentários dos entrevistados também foi possível concluir que o plugin é uma ferramenta útil no ensino de projeto de arquitetura, ajudando o aluno a desenvolver suas habilidades estruturais. Os resultados do teste ratificaram a hipótese de que o processo de projeto auxiliado pelo ConDA tem sua qualidade e eficiência aumentadas. / [en] There is an increasing demand for lean solutions in the construction industry. To achieve this, not only the final solution must be efficient, but the whole process also needs to have its efficiency improved. The BIM methodology with the collaboration between engineers and architects in the design process is viewed as a way of generating more efficient and lean solutions. However, much of the research effort has focused in the development and usage of 3D modeling software packages rather than in the direction of integrating the design teams. In this work, a design process is proposed to facilitate the integration between the structural design and the architectural design at the early stages of the process. The proposed philosophy can be extended to enable better integration between the architectural design and other design areas, such as mechanical and electrical systems. To help the implementation of the proposed process a plugin, named ConDA, was developed for the Software Autodesk Revit. The developed tool allows the architect to perform preliminary verifications of reinforced concrete structures. The use of ConDA anticipates this verification to an earlier stage in the design process, which avoids the conception of unfeasible structures and facilitates the communication between architects and structural engineers. The plugin was tested by twenty-four architects. They evaluated its usability and the benefits in reducing the time and effort spent in the architectural design. ConDA s main contributions, according to the architects interviewed, is the improvement of the communication between architect and structural engineer, and the reduction of the number of design reviews and, consequently, the reduction of time spent during the design. The comments given by the interviewees also indicate that the plugin can be a useful tool in education by helping architectural students improve their structural design skills. The results of the test ratified the hypothesis that the ConDA assisted design process can increase the quality and efficiency of the architectural design process.

[pt] Atualmente o processo que envolve a construção de um empreendimento é baseado em documentos impressos e desconexos. Há uma tendência global de que um mesmo projeto seja elaborado por diversas empresas e diferentes equipes, porém, as ferramentas computacionais que são utilizadas ainda são as mesmas de décadas atrás. Devido a essa mudança de paradigma, a metodologia conhecida como modelagem da informação da construção, BIM, vem aos poucos ganhando aceitação na área de AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção). Motivada por esse processo de transição, essa dissertação tem como objetivo estudar e avaliar algumas das ferramentas computacionais disponíveis no mercado que são utilizadas na implementação da metodologia BIM. Essa avaliação é feita a partir do projeto de um empreendimento real que foi feito utilizando a metodologia tradicional, isto é, documentos 2D independentes. O projeto é modelado em 3D com uma base de dados integrada de acordo com a metodologia BIM. O projeto baseado no modelo 3D é então comparado com o projeto original. Ao término desse estudo são obtidos exemplos reais dos benefícios da modelagem 3D parametrizada. Uma série de deficiências são detectadas nos documentos 2D originais, o que não teria acontecido caso a metodologia BIM fosse usada desde o início do projeto. Além disso, é avaliada a integração entre uma ferramenta de modelagem 3D estrutural (Autodesk Revit Structure 2012) e um software de análise estrutural (Autodesk Robot 2012). Estratégias de integração são testadas e as melhores práticas são descritas em detalhe. Os resultados obtidos sugerem que o uso da metodologia é promissor e sua implementação deve ser seriamente considerada no Brasil. / [en] Currently the process involved in the construction of a facility remains fragmented and dependent on paper-based communication modes. There is a global trend where a single project may be developed by different companies and may involve several teams of specialists. However, the computational tools that are still in use are the same as the ones being used for decades. Due to this paradigm shift, a methodology known as Building Information Modeling, BIM, has been gaining acceptance in the AEC (Architecture, Engineering and Construction) area. Motivated by this process of transition, this thesis aims to study and evaluate some of the computational tools available in the market that are used to implement the BIM methodology. This assessment is made using the design of an actual facility, which is done using the traditional 2D design methodology, i.e., disjoint 2D documents. The project is modeled in 3D with using integrated database according to the BIM methodology. The resulting project is then compared to the original project. At the end of this study, real examples of the benefits of parameterized 3D modeling are obtained. Several inconsistencies in the original design documents are observed, which would not have occurred if the BIM methodology had been used from the beginning of the project. In addition, the integration between a 3D structural modeling tool (Autodesk Revit Structure 2012) and a structural analysis tool (Autodesk Robot 2012) is evaluated. Integration strategies are tested and the best practices are described in detail. The findings of this work suggest the use of the BIM methodology is promising and support its use in Brazil.

[pt] Materiais feitos com microestruturas arquitetadas possuem propriedades mecânicas ajustáveis e podem ser usados na obtenção de estruturas leves e, ao mesmo tempo, com máxima rigidez. Em estruturas celulares formadas por rede de treliças, por exemplo, pode-se variar o tipo de topologia e porosidade de modo que o material seja eficientemente distribuído no domínio de projeto. Devido às geometrias complexas destas estruturas, projetá-las usando ferramentas de desenho assistido por computador é uma tarefa desafiadora. Neste trabalho, foi desenvolvida uma modelagem paramétrica no programa Rhinoceros usando a extensão Grasshopper para auxiliar na construção de modelos de sólidos celulares com estrutura interna treliçada de densidade variável. A modelagem paramétrica desenvolvida permite definir a topologia e o diâmetro das barras das treliças que simplificam em muito a geração de modelos de sólidos porosos. Modelos de microestrutura foram gerados e fabricados em poliamida 12 por meio de sinterização seletiva a laser para avaliar se é viável imprimir as treliças a partir dos parâmetros estabelecidos. O problema de uma viga biapoiada com carga concentrada no centro foi resolvido utilizando-se o método de otimização topológica e o campo de densidades foi usado para geração do modelo de densidade variável. Considerando a mesma massa final dos modelos otimizados, modelos com densidade constante foram gerados e fabricados juntamente com os modelos de densidade variável. Foram realizadas análises experimentais por meio de ensaios de flexão em três pontos e os resultados mostram que a solução usando densidade variável tem um grande aumento da rigidez quando comparadas com as soluções com densidade uniforme. / [en] Materials made with architected microstructures present tunable mechanical properties and can be used to obtain light structures and, at the same time, with maximum stiffness. In lattice structures, for example, the type of topology and porosity can be varied so that the material is efficiently distributed in the design domain. Due to the complex geometries of these structures, designing them using computer-aided design tools is a challenging task. In this work, a parametric modeling was developed in the Rhinoceros program using the Grasshopper extension to assist in the construction of models of lattice structures with varying truss diameters. The developed parametric modeling allows defining the topology and the diameter of the truss bars, which greatly simplifies the generation of models of porous solids. Microstructure models were generated and manufactured in polyamide 12 through selective laser sintering to assess whether it is feasible to print the trusses from the established parameters. The problem of a simply supported beam with a concentrated load at the center was solved using the topology optimization method and the density field was used to generate the variable density model. Considering the same final mass of the optimized models, models with constant density were generated and manufactured together with the models with variable density. Experimental analyzes were carried out using three-point bending tests and the results show that the solution using variable density has a large increase in stiffness when compared to solutions with uniform density.